Galileo Galilei. Anna-Cinzia Colavita

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1 Galileo Galilei Anna-Cinzia Colavita Padova, 1610 (all inizio dell anno) : un uomo osserva il cielo dalla finestra - rivoluzionerà lo stato delle conoscenze astronomiche e scientifiche. Si può considerare Galileo Galilei, detto Galilée ( ), fisico e astronomo, come il vero fondatore della scienza moderna, basta su un metodo sperimentale che mide egli stesso in pratica : fu il primo a staccarsi dal metodo speculativo, e quindi soggettivo, dei suoi predecessori. Gli antichi scienziati, che cercavano una spiegazione «qualitativa» ai fenomeni fisici, pensavano che questi dovevano avere uno scopo : un sasso cade per terra perchè deve raggiungere il suo luogo «naturale», cioè il suolo. Galileo invece pensava che il sasso cadesse per la presenza di una forza che lo faceva cadere. Si basava sulla matematica. Lo «scienziato» deve identificare senza confonderle- causa ed effetto e collegarli con leggi matematiche che siano di volta in volta adatte a spiegare, quantificare e sistematizzare i fenomeni naturali e a renderli comprensibili a tutti. E così grazie a Galileo che la scienza, il cui oggetto è la conoscenza obiettiva del mondo e delle sue leggi, divenne all improvviso un sapere sperimentale basato su osservazioni che devono essere correttamente interpretate e un sapere matematico basato sul calcolo, la misura e la quantificazione dei dati racolti. Il maggiore contributo di Galileo alla scienza fu forse questa identificazione e costruzione di un metodo. Le diverse fasi possono esserne ricostruite attraverso la lettura dei suoi scritti: si tratta, a partire

2 dallo studio di elementi semplici, quantificabili e misurabili, e aiutandosi con strumenti «occhiale», piano inclinato, microscopio, etc., di formulare una ipotesi matematica sulla legge cercata poi di procedere a sperimenatzioni che consistono nel riprodurre il fenomeno studiato in un laboratorio dove le condizione scelte possono essere ricostruite nella maniera migliore e a verifiche per controllare, sulla base dei risultati ottenuti, la validità dell ipotesi. Se questa è confermata, prenderà valore di legge ; in caso contrario, occorrerà proporre un altra ipotesi. Il cammino seguito da Galileo è duplice : procede da una parte a una inchiesta empirica induttiva si basa sull osservazione di casi particolari per arrivare per via empirica a una legge generale e dall altra parte segue un ragionamento ipotetico deduttivo parte da ragionamenti logicomatematici intuitivi e, per approssimazioni successive, formula la teoria poi la verifica. Galileo modificò così il concetto di esperienza che non era più ormai immediatamente legata all apparenza sensibile, ma all elaborazione di dati ed a una costruzione teorica. Infine, quando, per primo, ebbe l idea di utilizzare per scopi scientiffici l «occhiale» astronomico inventato dagli Olandesi, Galileo evidenziò la necessità di una sinergia tra scienza e tecnica. L occhiale stabilì il legame tra conoscenze teoriche e applicazioni tecnologiche ; il suo uso scientifico dimostrò come lo strumento può acquisier un valore cognitivo, fatto rivoluzionario per quel periodo in cui non si concepiva neppure l uso di strumenti per la ricerca adatti ad amplificare la potenza dei sensi. Grazie al cannocchiale, egli osservò dunque metodicamente il cielo e rilevò la posizione dei quattro satelliti di Giove, che egli chiamò «pianeti medicei» in omaggio a Lorenzo de Medici, suo mecenate. Riportò le sue scoperte nel campo dell aastronomia nel Sidereus Nuncius (1610) e scrisse, a proposito di questi pianti : «Noi abbiamo un argomento eccezionale e luminoso per laver gli scrupoli a coloro che, ammettendo tranquillamente la rivoluzione dei pianeti attorno al Sole nel sistema

3 copernicano, sono tanto stupiti del fatto che la luna giri attorno alla Terra frattanto che i due corpi compiono un ccerchio annuo attorno al Sole, che essi giudicano che questo schema dell universo debba essere rigettato come impossibile. Poichè così noi abbiamo un pianeta che gira attorno all altro, mentre i nostri sensi ci mostrano quattro stelle che ruotano attorno a Giove come la Luna attorno alla Terra, mentre tutti assieme con Giove percorrono una grande orbita attorno al Sole, nello tempo di dodici anni.» Osservando dunque i movimenti dei corpi celesti attorno a un corpo diverso dalla Terra, Galileo costruisce la teorie eliocentrica.dopo aver accettato il fatto che non soltanto i pianeti girano attorno a Giove, ma anche assieme a lui ruotano attorno al Sole, egli ne dedusse che la Terra e la Luna potevano esse stesse ruotare attorno al Sole e rifiutò così la concezione di Tolomeo (v. 90-v. 168) secondo la quale i corpi del sistema solare ruotavano attorno alla Terra (teoria geocentrica). Nel Sidereus ancora, Galileao commenta le sue minuziose osservazioni della Luna. Descrive le ombre create dai crateri lunari e li confronta a quelli che vediamo sulla Terra : (Ora noi abbiamo notato che le piccole macchie di cui abbiamo appena parlato hanno tutte e sempre questa caratteristica comune che la parte che guarda verso il sole è nerastro, mentre dalla parte opposto al sole si coronano di bordi luminosi, come scie luminose. Ora noi abbiamo sulla Terra una fenomeno molto simile a questo, quando guardiamole valli non ancora inondate dalla luce mentre le montagne che le circondano risplendono già dalla parte opposta al Sole : e anche le ombre delle cavità terrestri diminuiscono quando il sole si alza, nello stesso modo in cui queste macchie lunari perdono le loro tenebre mentre cresce la parte luminosa.» Galileo indica con precisione l aspetto di queste ombre in funzione della posizione della Luna e confronta una superficie lunare fatta di «valli e montagne», all immagine della superficie della Terra : «Ora queste macchie non erano state osservate da nessuno prima di noi ; la loro

4 osservazione ripetuta ci ha condotto a questa idea : comprendiamo con certezza che la superficie della luna non è liscia, regolare e di una sfericità perfetta come la grande parte dei filosofi ha stimato ma al contrario è irregolare, rugosa, fornita di cavità e di rigonfiamenti, proprio come la supeficie della terra che è resa diversa dalle altezze delle montagne e dalla profondità delle valli.» Queste descrizioni, rafforzate da disegni, mettono in evidenza la sensibilità visiva di Galileo, soprattutto per quanto si tratta del primo e dell ultimo quarto di Luna, mentre il bordo delle zone illuminate e delle regioni buie appare irregolare come se la superficie della Luna fosse accidentata. Galileo rileva ancora : «Non dimenticherò mai un fatto che ho osservato con estrema ammirazione ; il centro della Luna è quasi totalmente occupato da una cavità più grande di tutte le altre ed avente una forma perfettamente rotonda [ ] Per questi giochi d ombra e di luce, essa offre lo stesso aspetto che avrebbe sulla terra una regione come la Toscana se fosse totalmente racchiusa all interno di una catena di alte montagne disposte in cerchio perfetto [ ]» Galileo giunse così alla conferma dell equivalenza tra fenomeni terrestri e fenomeni celesti, poichè le leggi fisiche e matematiche che le regolano sono le stesse : divenne così impossibile descrivere i movimenti del cielo per mezzo di un modello verificato sulla Terra. Occorre anche aggiungere a queste osservazioni ciò che Galileo disse a proposito delle macchie solari : «A proposito delle macchie [solari] posso infine concludere che esse sono contigue alla superficie del corpo del Sole dove si producono e si sciolgono continuamente, come le nuvole attorno alla Terra, e il Sole stesso le fa girare durante la sua rivoluzione in un mese lunare con una rivoluzione confrontabile con quella degli altri pianeti... (lettera a Federico Cesi, 12 maggio1612).

5 Galileo descrive il movimento delle macchie sulla superficie del Sole e indica il periodo di rotazione : il passaggio è importante perchè permette di nuovo di confermare l equivalenza dei fenomeni celesti e terrestri. Tutti possono essere spiegati dalle stesse leggi fisiche, i due mondi - la Terra e il cielo possono cambiare : il cielo non è immutabile. Galileo fece le sue osservazioni, lo sviluppo del suo metodo e le sue deduzioni in un momento storico particolare : la Riforma protestante, che avvenne per motivi religiosi, ideologici e sociali in particolare la volontà di sottrarsi all egemonia dell imperatore e del papa, portò la Chiesa a ingaggiare la Contro-Riforma e a convocare il concilio di Trento ( ). Il Tribunale dell Inquisizione e l Indice dei libri proibiti, in particolare, furono istituiti in nome della lotta contro l eresie e per la difesa dell ortodossia. Si decise, sulla base del dogma,che era valida, contro la teoria del libero esame, l interpretazione ufficiale delle Sante Scritture. Il movimento della Contro-Riforma deteriorò i rapporti tra intellettuali e potere ecclesiastico e iniziò una repressione contro quelli giudicati eretici che furono spesso condannati a morte. In questo clima inquisitoriale Galileo sostenne l indipendenza della scienza, che egli considerava come assoggettata alla sola verità della ragione, così come la validità in differenti dominii dei diversi linguaggi della scienza e della Bibbia. Per questo uomo di fede, la scienza e le Sante scritture erano tutti e due prodotte da Dio e non potevano quindi contraddirsi ; le contraddizioni tra verità scientifiche razionali e verità religiose non potevano che essere apparenti. Galileo dovette abiurare nel 1633 e la revisione del suo processo non terminò che il 31 ottobre 1992 : la riabilitazione del fondatore della nuova fisica non avvenne che centocinquanta anni dopo la sua morte!